CN215078640U - 一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于特种医学技术领域，具体技术方案为：一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，包括左头戴主体和右头戴主体，左头戴主体与右头戴主体通过中间调节件连接，左头戴主体内置有多个接收器和多个发射器，多个接收器和多个发生器均与同步传感器相连；右头戴主体内置有多个接收器和多个发射器，多个接收器和多个发射器均与同步传感器相连，通过数据采集单元采集脱氧血红蛋白和含氧血红蛋白的浓度信息，并根据获取到的浓度信息为司法讯问过程中判别嫌疑人是否说谎提供依据，通过采用近红外脑功能成像技术，对人脑颞顶联合区及额叶皮质层神经活跃性进行检测，为司法讯问过程中判别嫌疑人是否说谎提供依据，速度快，精确度高，稳定性好。

Description

一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器

技术领域

本实用新型属于特种医学技术领域，具体涉及一种基于近红外脑功能成像对司法讯问中欺骗行为的测试系统。

背景技术

说谎（或者说是欺骗）是指个体在知道事实真相的情况下，为了获得好处或者避免损失，故意地使用言语或者非言语信息使他人产生某种错误信念的行为。在公检法领域一直希望和追求一种较为可靠，精准度较高的识别工具，可以对于撒谎的行为有一种较为可信的检测手段。

fNIRS相关仪器与目前脑部检测利用fMRI和ERP等技术的相关仪器相比，具有安全性高、成本低、噪音小、可移动、兼容性好以及对被试身体活动限制性相对较小等优势。且fNIRS适合用于开展长期的追踪研究，可以在真实的人际互动情景中较长一段时间内重复检测被测人脑活动，同时提高谎言识别的准确率。因而，在司法讯问过程中，fNIRS在说谎方面的应用可以拥有较好的前景。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种利用功能性近红外仪器在司法讯问时对被测者的脑部神经活跃性检测，通过实时数据来为判断被测者的行为/语言是否存在欺骗倾向，以作出一份较为真实可靠的判断依据。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，包括左头戴主体和右头戴主体，左头戴主体与右头戴主体通过中间调节件连接。

左头戴主体的自由端与左第一松紧调节件相连，右头戴主体的自由端与右第一松紧调节件相连，左第一松紧调节件与右第一松紧调节件通过第一锁止件连接，根据不同被测者的头部大小不同，左第一松紧调节件、右第一松紧调节件与第一锁止件能够调节测谎仪器在被测者头部的松紧程度。

为了保证测谎仪器与头部的贴紧度，左头戴主体的自由端与左第二松紧调节件相连，右头戴主体的自由端与右第二松紧调节件相连，左第二松紧调节件与右第二松紧调节件通过第二锁止件连接，根据不同被测者的头部大小不同，左第二松紧调节件、右第二松紧调节件与第二锁止件能够调节测谎仪器在被测者头部的松紧程度。

左头戴主体内置有左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器，左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器均与同步传感器相连。

右头戴主体内置有右第一接收器、右第二接收器、右第三接收器、右第一发射器和右第二发射器，右第一接收器、右第二接收器、右第三接收器、右第一发射器和右第二发射器均与同步传感器相连。

同步传感器包括无线通信单元与主机连接的驱动电路、与驱动电路连接的近红外发光管、与近红外发光管相耦合的光敏接收管、与光敏接收管连接的信号调理电路以及与信号调理电路连接的数据采集卡，数据采集卡将采集到的信息通过无线通信单元发送至主机。通过占空比1：1，频率100Hz的方波驱动电路驱动四个波长（波长为730nm、760nm、820nm和850nm）发光二极管发光；光敏二极管模块（OPT101）作为接收装置，接收从组织透过的光信号。该模块集成了光电转换电路，将测得的光强度信号转换成电压输出，然后根据采集的要求将该信号经过信号调理电路作适当的放大；处理后的被测信号输入到数据采集卡，也即可以根据实验需要同时采集多路不不同距离接收到的待测信号。最后将采集到的信号通过蓝牙传到主机上，主机对数据进行处理后，显示在PC机上。

为了保证仪器整体的紧凑性，将同步传感器置于第二锁止件内。

为了进一步增加测谎仪器与头部的贴紧度，左头戴主体内侧设有与人体头部弧形相适应的左数据采集部，右头戴主体内侧设有与人体头部弧形相适应的右数据采集部，满足人机工程学的需求。

为了保证数据采集的准确性，左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器均置于左数据采集部内，左第一接收器、左第二接收器和左第一发射器安装在左头戴主体与人体大脑额叶相贴合的区域内，左第三接收器和左第二发射器安装在左头戴主体与大脑颞顶联合区相贴合的区域内。

为了保证数据采集的准确性，右第一接收器、右第二接收器、右第三接收器、右第一发射器和右第二发射器均置于右数据采集部内，右第一接收器、右第二接收器和右第一发射器安装在右头戴主体与人体大脑额叶相贴合的区域内，右第三接收器和右第二发射器安装在右头戴主体与大脑颞顶联合区相贴合的区域内。

左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、右第一接收器、右第二接收器、右第三接收器均为近红外光谱接收器；左第一发射器、左第二发射器、右第一发射器和右第二发射器均为近红外光谱发射器。红外光谱的特征性强、测定快速，能够保证数据采集和分析的灵敏度。

其中，作为优选的，第一锁止件为卡扣，或为魔术贴，或为链条式锁扣，拆装都很方便。

其中，作为优选的，第二锁止件为卡扣，或为魔术贴，或为链条式锁扣，拆装都很方便。

其中，作为优选的，左第一松紧调节件与右第一松紧调节件均为弹性带；左第二松紧调节件与右第二松紧调节件均为弹性带。弹性带可为布弹性带，布弹性带的舒适性好；弹性带可为橡胶弹性带，橡胶弹性带更易清理。

左数据采集部外设有以树脂为主成分的保护外壳。

右数据采集部外设有以树脂为主成分的保护外壳。

本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：本实用新型通过采用近红外脑功能成像技术对司法询问中的被测者进行脑部检测，通过对脑部活动的实时监测，获得大脑活动的相关数据，并通过对于数据的一系列处理，提供一份判定被测者是否可能存在欺骗行为（说谎）趋势的参考标准及被测者的欺骗（说谎）概率的报告，速度快，精确度高，稳定性好，适合广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图。

图2为本发明的侧视结构示意图。

图3为本发明的俯视结构示意图。

图中，1为左头戴主体，2为右头戴主体，3为中间调节件，4为左数据采集部，5为右数据采集部，51为右第一接收器，52为右第二接收器，53为右第三接收器，54为右第一发射器，55为右第二发射器，61为左第一松紧调节件，62为右第一松紧调节件，63为左第二松紧调节件，64为右第二松紧调节件，71为第二锁止件，72为同步传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，包括左头戴主体1和右头戴主体2，左头戴主体1与右头戴主体2通过中间调节件3连接，左头戴主体1与右头戴主体2柔性连接，柔性连接可为弹性连接（金属弹性片、塑料弹性片或橡胶弹性片），或为绳索，或其他可实现相同功能的结构（如铰接结构），柔性连接结构能够保证左头戴主体1与头部的贴紧度、右头戴主体2与头部的贴紧度。

左头戴主体1的自由端与左第一松紧调节件61相连，右头戴主体2的自由端与右第一松紧调节件62相连，左第一松紧调节件61与右第一松紧调节件62通过第一锁止件连接，根据不同被测者的头部大小不同，左第一松紧调节件61、右第一松紧调节件62与第一锁止件能够调节测谎仪器在被测者头部的松紧程度。

为了保证测谎仪器与头部的贴紧度，左头戴主体1的自由端与左第二松紧调节件63相连，右头戴主体2的自由端与右第二松紧调节件64相连，左第二松紧调节件63与右第二松紧调节件64通过第二锁止件71连接，根据不同被测者的头部大小不同，左第二松紧调节件63、右第二松紧调节件64与第二锁止件71能够调节测谎仪器在被测者头部的松紧程度。

左头戴主体1与右头戴主体2内的设备布局类似，左头戴主体1内置有左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器，左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器均与同步传感器72相连。

右头戴主体2内置有右第一接收器51、右第二接收器52、右第三接收器53、右第一发射器54和右第二发射器55，右第一接收器51、右第二接收器52、右第三接收器53、右第一发射器54和右第二发射器55均与同步传感器72相连。

同步传感器72包括无线通信单元与主机连接的驱动电路、与驱动电路连接的近红外发光管、与近红外发光管相耦合的光敏接收管、与光敏接收管连接的信号调理电路以及与信号调理电路连接的数据采集卡，数据采集卡将采集到的信息通过无线通信单元发送至主机。通过占空比1：1，频率100Hz的方波驱动电路驱动四个波长（波长为730nm、760nm、820nm和850nm）发光二极管发光；光敏二极管模块（OPT101）作为接收装置，接收从组织透过的光信号。该模块集成了光电转换电路，将测得的光强度信号转换成电压输出，然后根据采集的要求将该信号经过信号调理电路作适当的放大；处理后的被测信号输入到数据采集卡，也即可以根据实验需要同时采集多路不不同距离接收到的待测信号。最后将采集到的信号通过蓝牙传到主机上，主机对数据进行处理后，显示在PC机上。

为了保证仪器整体的紧凑性，将同步传感器72置于第二锁止件71内。

为了进一步增加测谎仪器与头部的贴紧度，左头戴主体1内侧设有与人体头部弧形相适应的左数据采集部4，右头戴主体2内侧设有与人体头部弧形相适应的右数据采集部5，满足人机工程学的需求。

为了保证数据采集的准确性，左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器均置于左数据采集部4内，左第一接收器、左第二接收器和左第一发射器安装在左头戴主体1与人体大脑额叶相贴合的区域内，左第三接收器和左第二发射器安装在左头戴主体1与大脑颞顶联合区相贴合的区域内。

为了保证数据采集的准确性，右第一接收器51、右第二接收器52、右第三接收器53、右第一发射器54和右第二发射器55均置于右数据采集部5内，右第一接收器51、右第二接收器52和右第一发射器54安装在右头戴主体2与人体大脑额叶相贴合的区域内，右第三接收器53和右第二发射器55安装在右头戴主体2与大脑颞顶联合区相贴合的区域内。根据实验证明：与谎言相关的脑部功能区域位于大脑额叶和颞顶联合区，故将采集的近红外光谱传感器分布于额叶和颞顶联合区，与传统的近红外脑功能成像头套(近红外光谱传感器覆盖整个脑区)相比，所需的近红外光谱传感器数量更少，头盔穿戴更方便，更能省电。

左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、右第一接收器51、右第二接收器52、右第三接收器53均为近红外光谱接收器；左第一发射器、左第二发射器、右第一发射器54和右第二发射器55均为近红外光谱发射器。红外光谱的特征性强、测定快速，能够保证数据采集和分析的灵敏度。

其中，作为优选的，第一锁止件为卡扣，或为魔术贴，或为链条式锁扣，拆装都很方便。

其中，作为优选的，第二锁止件71为卡扣，或为魔术贴，或为链条式锁扣，拆装都很方便。

其中，作为优选的，左第一松紧调节件61与右第一松紧调节件62均为弹性带；左第二松紧调节件63与右第二松紧调节件64均为弹性带。弹性带可为布弹性带，布弹性带的舒适性好；弹性带可为橡胶弹性带，橡胶弹性带更易清理。

左数据采集部4外设有以树脂为主成分的保护外壳。

右数据采集部5外设有以树脂为主成分的保护外壳。

数据处理单元包括数据处理器和用于接收后数据采集部处的信号转发装置所发信号的数据接收器，信号接收器与数据处理器相连。

本实用新型的工作过程为：被测者头戴测谎仪器并锁紧，被测者在询问过程中，通过多个接收器获取人脑的脱氧血红蛋白和含氧血红蛋白的浓度信息，浓度信息为人是否说谎提供依据的数据处理单元，并根据获取到的所述浓度信息为司法讯问过程中判别嫌疑人是否说谎提供依据的数据处理单元。本发明通过采用近红外脑功能成像技术，对人脑颞顶联合区及额叶皮质层神经活跃性进行检测，为司法讯问过程中判别嫌疑人是否说谎提供依据。

在被测人的反应准备阶段（即被测人在被提问后到作出回答的时间段内），当被测人反应完全诚实时，额叶层（右第一接收器51、右第二接收器52）、颞顶联合区（右第三接收器53）均处于正激活状态；当被测人反应为真话欺骗时，颞顶联合区（右第三接收器53）表现为负激活，额叶层（右第一接收器51、右第二接收器52）表现为正激活；当被测人反应为假话欺骗时，额叶层（右第一接收器51、右第二接收器52）均表现为负激活，且与真话欺骗相比，假话欺骗的额叶层（右接收器）的激活水平略低；当被测人出现错误反应时，在额叶层（右第二接收器525）表现为负激活，且激活程度极高（高于被测人反应为假话欺骗时的激活状态）。

在反应执行阶段（即，被测人在回答时的时间段）， 被测人各项反应所表现数据类似，故不做判断。

在结果反馈阶段（即，提问者对被测者的回答做出评判之后的时间段），当被测人反应为完全诚实时，额叶层（右第一接收器51、右第二接收器52）均表现为正激活；当被测人表现为真话欺骗时，额叶层（右第一接收器51、右第二接收器52）均表现为负激活；当被测人表现为错误反应时，颞顶联合区（右第三接收器53）表现为负激活。

本实用新型通过采用近红外脑功能成像技术对司法询问中的被测者进行脑部检测，通过对脑部活动的实时监测，获得大脑活动的相关数据，并通过对于数据的一系列处理，提供一份判定被测者是否可能存在欺骗行为（说谎）趋势的参考标准及被测者的欺骗（说谎）概率的报告，速度快，精确度高，稳定性好，适合广泛推广应用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。

Claims (10)

1.一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，包括左头戴主体（1）和右头戴主体（2），所述左头戴主体（1）与右头戴主体（2）通过中间调节件（3）连接；

所述左头戴主体（1）的自由端与左第一松紧调节件（61）相连，所述右头戴主体（2）的自由端与右第一松紧调节件（62）相连，左第一松紧调节件（61）与右第一松紧调节件（62）通过第一锁止件连接；

所述左头戴主体（1）的自由端与左第二松紧调节件（63）相连，所述右头戴主体（2）的自由端与右第二松紧调节件（64）相连，左第二松紧调节件（63）与右第二松紧调节件（64）通过第二锁止件（71）连接；

所述左头戴主体（1）内置有左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器，所述左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器均与同步传感器（72）相连；

所述右头戴主体（2）内置有右第一接收器（51）、右第二接收器（52）、右第三接收器（53）、右第一发射器（54）和右第二发射器（55），所述右第一接收器（51）、右第二接收器（52）、右第三接收器（53）、右第一发射器（54）和右第二发射器（55）均与同步传感器（72）相连；

所述同步传感器（72）置于第二锁止件（71）内。

2.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述左头戴主体（1）内侧设有与人体头部弧形相适应的左数据采集部（4），右头戴主体（2）内侧设有与人体头部弧形相适应的右数据采集部（5）。

3.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、左第一发射器和左第二发射器均置于左数据采集部（4）内，所述左第一接收器、左第二接收器和左第一发射器安装在左头戴主体（1）与人体大脑额叶相贴合的区域内，所述左第三接收器和左第二发射器安装在左头戴主体（1）与大脑颞顶联合区相贴合的区域内；

所述右第一接收器（51）、右第二接收器（52）、右第三接收器（53）、右第一发射器（54）和右第二发射器（55）均置于右数据采集部（5）内，所述右第一接收器（51）、右第二接收器（52）和右第一发射器（54）安装在右头戴主体（2）与人体大脑额叶相贴合的区域内，所述右第三接收器（53）和右第二发射器（55）安装在右头戴主体（2）与大脑颞顶联合区相贴合的区域内。

4.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述左第一接收器、左第二接收器、左第三接收器、右第一接收器（51）、右第二接收器（52）、右第三接收器（53）均为近红外光谱接收器；

所述左第一发射器、左第二发射器、右第一发射器（54）和右第二发射器（55）均为近红外光谱发射器。

5.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述第一锁止件为卡扣，或为魔术贴，或为链条式锁扣。

6.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述第二锁止件（71）为卡扣，或为魔术贴，或为链条式锁扣。

7.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述左第一松紧调节件（61）与右第一松紧调节件（62）均为弹性带。

8.根据权利要求1所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述左第二松紧调节件（63）与右第二松紧调节件（64）均为弹性带。

9.根据权利要求2所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述左数据采集部（4）外设有保护外壳。

10.根据权利要求9所述的一种基于近红外脑功能成像的测谎仪器，其特征在于，所述右数据采集部（5）外设有保护外壳。

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